Грунтобетоны на основе техногенного сырья КМА для строительства автомобильных дорог

• Автор: Карацупа, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 250 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Состояние сырьевой базы дорожных грунтобетонов

1.2. Генетические особенности техногенного сырья.

1.3. Анализ системы глинистые грунты неорганические вяжущие.

1.4. Методы устройства земляного полотна и оснований автомобильных дорог с использованием грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими.
1.5. Выводы

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Методы изучения фазового состава сырьевых и синтезированных материалов.

2.1.1. Рентгенофазовый анализ.

2.1.2. Дифференциальный термический анализ
2.1.3. Растровый электронномикроскопический анализ.
2.1.4. ИКспекгроскопия.
2.1.5. Определение количества активных центров
2.2 Определение физикомеханических свойств техногенных
грунтов КМ А
2.2.1. Определение гранулометрического состава техногенных грунтов.
2.2.2. Метод акустополярископии.
2.3. Изучение свойств вяжущих и грунтобетонов.
2.4. Выводы.
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОГЕННОЙ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ГРУНТОБЕТОНОВ РЕГИОНА КМА.
3.1. Формирование техногенных отложений региона КМА.
з
3.2. Физикомеханические свойства техногенных сырьевых материалов
3.3. Состав и физикохимические особенности техногенного сырья
3.4. Состав и микростроение техногенного сырья по данным растровой электронной микроскопии
3.5. Микроструктура техногенного глинистого сырья как фактор техногенного литогенеза
3.6. Выводы.
4. СВОЙСТВА ГРУНТОБЕТОНОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ И СОДЕРЖАНИЯВЯЖУЩИХ.
4.1. Разработка составов для укрепления земляного полотна
4.2. Состав и свойства грунтобетонов на основе комплекса
вяжущих
4.3. Разработка эмпирической модели оценки прочности грунтобетона.
4.3.1. Динамическая модель набора прочности грунтобетона
4.3.2. Статическая модель оценки прочности грунтобетона
4.4. Структурообразование грунтобетонов при длительном твердении.
4.4.1. Изменение прочностных характеристик при длительном твердении.
4.4.2. Структурообразование грунтобетонов на основе отходов дробильносортировочной фабрики.
4.4.3. Структурообразование грунтобетонов на основе рыхлой вскрыши.
4.5. Выводы
5. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ГРУНТОВ РЕГИОНА КМА.
5.1. Зависимость свойств грунтобетона от способа уплотнения
5.2. Расчет конструкций дорожных одежд.
5.2.1. Исходные данные для расчета
5.2.2. Расчетные нагрузки
5.2.3. Расчет дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу
5.2.4. Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу
5.2.5. Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе
5.2.6. Обеспечение морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна
5.3. Выводы.
6. АПРОБАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
6.1. Технология производства дорожностроительных смесей
6.2. Технология устройства оснований дорожной одежды.
6.3. Техникоэкономическое обоснование эффективности применения техногенных фунтов для получения фунтобетона
6.3.1. Расчет экономии денежных средств при использовании техногенных фунтов для укрепления дорожных оснований
6.3.2. Оценка эффективности инвестиционного проекта на основе динамических методов
6.4. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Коагуляционные структуры отличаются от структур других типов следующими свойствами относительно малой прочностью предельной тиксотропностью полной обратимостью разрушения с увеличением температуры или влажности, ярко выраженной пластичностью и способностью к ползучести, высокой эластичностью. Рис. Перечисленные три типа пространственных структур охватывают огромный круг самых разнообразных по составу и свойствам дисперсных тел и в общем виде они правильно отражают основные признаки их структуры. Однако такое схематическое деление в настоящее время является недостаточным. Назрела необходимость в более точной конкретизации и детализации типов пространственных структур с разделением их на виды и разновидности, с учетом специфических особенностей работы того или иного материала в конкретных условиях. Такое более дробное деление структур необходимо и потому, что во многих случаях укрепленные грунты и другие местные материалы характеризуются структурами смешанного характера. Наиболее важные особенности рассмотренных выше трех типов структур должны быть дополнены следующими требованиями, учитывающими условия формирования структуры и работу укрепленных грунтов в конструктивных слоях дорожных одежд. При любом типе структуры укрепленные грунты, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожных и аэродромных одежд, обязательно должны отвечать установленным требованиям в отношении их прочности, монолитности, водостойкости, морозостойкости и других свойств. Тип структуры укрепленного грунта в основном зависит от структуры и свойств вносимого в него вяжущего материала. Именно вяжущий материал предопределяет качественные признаки того или иного типа структуры. Вносимые же при укреплении грунта добавки других веществ помимо вяжущего материала, а также свойства и состав укрепляемого грунта способны вызывать лишь количественные изменения в свойствах и степени выраженности типа структуры создаваемого материала , . В результате многосторонних и многолетних исследований созданы материалы, главной особенностью которых являются оптимальное сочетание положительных качеств двух типов пространственных структур, их тесное переплетение и взаимопроникновения. Отсюда возникает необходимость в выделении структур смешанного типа кристаллизационнокоагуляционной, конденсационнокоагуляционной, коагуляционнокристаллизационной, коагуляционноконденсационной , , . Результаты исследований по изучению типов структур применительно к задачам по укреплению грунтов и разработке эффективных способов направленного регулирования процессов структурообразования показывают, что глинистые виды грунтов до обработки вяжущими материалами также имеют характерную для структуру. Они характеризуются коагуляционной структурой во влажном состоянии и конденсационной, а иногда и кристаллизационноконденсационной например засоленные грунты в сухом состоянии. Это водонеустойчивые виды структур, характеризующиеся малой прочностью, поэтому они всегда подлежат коренному и качественному преобразованию. В прил. В этой классификации рассматриваются лишь те вяжущие материалы и добавки, а также виды и разновидности фунтов, которые получили наиболее широкое практическое применение. Важной особенностью глинистых грунтов различного генезиса и фанулометрического, минералогического, химического составов супесей, суглинков и в особенности глин является то, что при увлажнении они способны проявлять некоторые свойства, характерные для коллоидных систем. При большом содержании в фунте глинистоколлоидных фракций более по весу особенно ярко проявляются такие коллоиднохимические процессы, как, например, пептизация, коагуляция, адсорбция, обмен ионов и др. Характерной особенностью тонкодисперсных фунтов является их высокая гидрофильность. С ростом степени дисперсности фунта его гидрофильность резко возрастает . В увлажненном состоянии фунт представляет собой дисперсную систему, в которой минеральные частицы являются дисперсной фазой, а растворы и вода, заполняющая поры между частицами, дисперсионной средой. Как известно, всякая дисперсная система обладает определенной поверхностной энергией, измеряемой произведением поверхностного натяжения, имеющегося на границе раздела двух фаз твердой и жидкой, на суммарную величину поверхности всех частиц дисперсной фазы.